实验19 Multisim 数字电路仿真实验
1.实验目的
用Multisim 的仿真软件对数字电路进行仿真研究。

2.实验内容
实验19.1 交通灯报警电路仿真
交通灯故障报警电路工作要求如下：红、黄、绿三种颜色的指示灯在下 列情况下属正常工作，即单独的红灯指示、黄灯指示、绿灯指示及黄、绿灯 同时指示，而其他情况下均属于故障状态。

出故障时报警灯亮。

设字母R 、Y 、G 分别表示红、黄、绿三个交通灯，高电平表示灯亮， 低电平表示灯灭。

字母Z 表示报警灯，高电平表示报警。

则真值表如表 19.1所示。

逻辑表达式为：RY RG G Y R Z ++=
若用与非门实现，则表达式可化为：RY RG G Y R Z ⋅⋅= Multisim 仿真设计图如图19.1所示：
图19.1的电路图中分别用开关A 、B 、C 模拟控制红、黄、绿灯的亮暗，开关接向高电平时表示灯亮，接向低电平时表示灯灭。

用发光二极管LED1的亮暗模拟报警灯的亮暗。

另外用了一个5V 直流电源、一个7400四2输入与非门、一个7404六反相器、一个7420双4输入与非门、一个500
表19.1
LED_red
LED1
图19.1
欧姆电阻。

在模拟实验中可以看出，当开关A、B、C中只有一个拨向高电平，以及B、C同时拨向高电平而A拨向低电平时报警灯不亮，其余情况下报警灯均亮。

实验19.2数字频率计电路仿真
数字频率计电路(实验13.3)的工作要求如下：能测出某一未知数字信号的频率，并用数码管显示测量结果。

如果用2位数码管，则测量的最大频率是99Hz。

数字频率计电路Multisim仿真设计图如图19.2所示。

其电路结构是：
用二片74LS90（U1和U2）组成BCD码100进制计数器，二个数码管U3和U4分别显示十位数和个位数。

四D触发器74LS175（U5）与三输入与非门7410（U6B）组成可自启动的环形计数器，产生闸门控制信号和计数器清0信号。

信号发生器XFG1产生频率为1Hz、占空比为50%的连续脉冲信号，信号发生器XFG2产生频率为1-99Hz（人为设置）、占空比为50%的连续脉冲信号作为被测脉冲。

三输入与非门7410（U6A）为控制闸门。

运行后该频率计进行如下自动循环测量：
计数1秒→显示3秒→清零1秒→……
改变被测脉冲频率，重新运行。

实验19.3 电子表电路仿真
电子表电路的框图如图19.3所示，其工作要求如下：时钟输入为秒脉冲。

秒计数器为60进制，BCD 码输出。

秒计数器的进位脉冲送给分计数器，分计数器也是60进制，BCD 码输出。

分计数器的进位脉冲送给小时计数器，小时计数器是24进制，BCD 码输出。

各计数器的输出送显示译码器，显示译码器的输出送七段数码管。

设一个开关，开关合向高电平（＋5V 电源），计时开始；开关合向地，各计数器清除。

电子表电路Multisim 仿真设计图如图19.4所示。

其电路结构是：计数器芯片采用74290N,其中U 1、U 2组成秒计数器，U 3、U 4组成分计数器，U 5、U 6组成小时计数器。

显示译码器采用7448N 。

开关J 1控制计数和清除。

其他门电路实现进位或清除逻辑功能。

3.选做实验
（1）修改图19.4电路，实现时、分、秒的对表逻辑。

（2）修改图19.4电路，用同步计数器74160或74162计数器芯片代替异步计数器74290。

（3）实现电子跑表的设计：精度0.01秒，最大计时59分59.99秒。

（4）自拟一个电路进行仿真实验。

图19.4
秒脉冲
图19.3。